收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

新型功能化TiO_2纳米管复合材料的制备与光催化应用研究

肖燕  
【摘要】:纳米技术被誉为21世纪最有发展前途的新技术之一。光催化活性是半导体纳米材料非常独特的性能,引起了科技界和产业界的高度重视。随着全球环保意识的深化,用光催化技术消除有机污染物已经引起科技界的广泛关注。应用阳极氧化法制备出的TiO2纳米管阵列作为光催化剂,具有活性高、比表面积大、化学性质稳定、无毒等优点,是最具有开发前景的绿色环保催化剂之一。 然而,TiO2禁带宽度较宽(3.2eV),电导率较低,这使得在光催化应用中对太阳光的利用率较低,不能有效传递光生载流子,从而影响光催化降解速率。为了解决以上难题,需对TiO2纳米管阵列进行掺杂和修饰,使其功能化,拓宽其在可见光区的吸收范围,延长光生载流子的寿命。 本论文以功能化Ti02纳米管阵列-环境应用为主线,以提高Ti02纳米管阵列的光催化活性生为研究重点,以有机污染物和重金属离子的消减为目标,成功制备了PbS/TiO2 Cu2O/TiO2和Au/TiO2纳米管阵列复合材料,研究其作为高效光催化剂的应用。具体内容如下: (1)PbS/TiO2复合材料的制备及其光催化降解甲基橙性能研究。应用阳极氧化法制得管径约为100nm,长约4μm的TiO2纳米管阵列,以Pb(NO3)2为铅源,L-半胱氨酸为硫源,利用脉冲电沉积法,制备了PbS修饰的TiO2纳米管阵列复合材料。然后,利用复合材料在不同的条件下做了光催化降解甲基橙的实验研究。结果表明,PbS被成功地耦合到纳米管阵列中,半导体材料PbS的掺入对纳米管阵列的形貌没什么影响,但显著提高了光催化活性。 (2)新型Cu2O纳米网/TiO2纳米管阵列复合材料制备及光催化降解对硝基酚(PNP)研究。首次应用脉冲电沉积技术将单质Cu负载在TiO2纳米管阵列上,而后在碱性溶液中将单质Cu电氧化为Cu2O,得到了超细Cu2O纳米网修饰的TiO2纳米管阵列。研究显示,Cu2O/TiO2网状物对PNP的光催化降解效率为1.97μg/min cm2,远大于未修饰的TiO2纳米管阵列光催化降解效率(0.85μg/min cm2),从而实现了对难以降解有机污染物对硝基酚在模拟太阳光下的高效光催化降解。如此高的光催化活性归因于Cu2O纳米丝网修饰TiO2纳米管阵列后拓宽了在可见区的吸收范围,以及Cu2O/TiO2p-n结界面的光生电势差有效加速了光生载流子的传递速率。 (3)新型“管套管”构型Au/TiO2复合材料的制备及其对Cr(Ⅵ)和酸性橙7共解毒作用研究。通过简单便捷的脉冲电化学沉积技术在TiO2纳米管的管内嵌入了一层由紧致细小的Au纳米颗粒组成的Au纳米管,构建出了一种新颖特别的半导体异质结构纳米材料。由于TiO2与Au相接触的边界层在光照下具有产生电势差的特性,从而能促进光生电子-空穴对的分离,提高电子传递速率,在实际应用中提高光催化反应的效率。光催化实验结果表明,与单个系统相比较,混合系统中Cr(Ⅵ)的光催化还原效率和A07的光催化氧化降解效率得到了明显的同步增强。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王宁;李新勇;侯阳;全燮;陈永英;陈国华;;TiO_2纳米管的阳极氧化法制备及对对氯苯酚的光电降解研究[J];科学通报;2008年13期
2 李洪义;白新德;凌云汉;李娟;张岱岚;王金淑;;外加电压对阳极氧化钛纳米阵列结构的影响[J];稀有金属材料与工程;2007年07期
3 郭孟狮;杨靖华;李荀;刘军伟;陈琦;张凌紫;郗英欣;;TiO_2纳米管研究及应用进展[J];化工新型材料;2006年07期
4 万永彪;吴莲苹;林微;韩伟春;赵莲花;;电化学阳极氧化法制备TiO_2纳米管[J];延边大学学报(自然科学版);2008年01期
5 李纲;刘中清;王磊;卢静;张昭;;NH_4F/H_3PO_4体系中阳极氧化法制备TiO_2纳米管阵列(英文)[J];无机化学学报;2009年06期
6 孔德国;张红美;;TiO_2纳米管的制备方法[J];塔里木大学学报;2010年04期
7 刘世凯;杨海滨;付乌有;;阳极氧化TiO_2基纳米管阵列改性的研究进展[J];硅酸盐通报;2011年03期
8 陈新华,肖泽波;氧化铝模板法制备聚甲基丙烯酸甲酯纳米管阵列[J];许昌学院学报;2004年02期
9 庄惠芳;赖跃坤;李静;孙岚;林昌健;;氮掺杂TiO_2纳米管阵列的制备及其可见光光电催化活性研究[J];电化学;2007年03期
10 欧阳可观;肖秀峰;刘榕芳;;用乳酸溶液为电解质制备TiO_2纳米管阵列[J];稀有金属快报;2008年07期
11 张文彦;奚正平;李广忠;李亚宁;张健;汤慧萍;;有序TiO_2纳米管阵列膜材料的研究进展[J];稀有金属材料与工程;2009年10期
12 郭宏;白晶;李金花;周保学;蔡伟民;;玻璃基底TiO_2纳米管阵列的制备及其光电性能研究[J];材料科学与工艺;2009年05期
13 邹亚囡;胡永明;胡正龙;周迪;钱哲理;王钊;顾豪爽;;Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)纳米管阵列的制备与微结构表征[J];湖北大学学报(自然科学版);2009年04期
14 刘世凯;赵艳霞;杨海滨;王改民;付乌有;李明辉;李伊荇;;TC4合金表面氧化钛基纳米管阵列的制备和表征[J];中国陶瓷;2010年07期
15 李仕琦;尹建波;张耿民;;阳极氧化法制备多段氧化钛纳米管阵列[J];中国科学:化学;2010年10期
16 庞菲;刘桂林;昌杰;袁孝友;;模板法制备GdCo_xO_y纳米管阵列及磁性能[J];硅酸盐学报;2010年10期
17 张林;;水热合成法制备Y_2O_3纳米管及其电化学分析[J];青岛科技大学学报(自然科学版);2010年05期
18 王梦晔;孙岚;吴奇;谢鲲鹏;王莹莹;林昌健;;Ti基TiO_2纳米管阵列的改性及其光催化降解有机污染物[J];中国科学:化学;2011年04期
19 赵世华;麻焕锋;杨雷;王玲玲;贾廷见;崔玉亭;;电泳法制备ZnO掺杂纳米管阵列及其形貌表征[J];郑州大学学报(工学版);2011年02期
20 焦星剑;林红;李思钊;李建保;;二氧化钛纳米管阵列制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用[J];硅酸盐学报;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴青龙;廖俊生;柏云;;高度有序TiO_2纳米管阵列制备及电催化析氢性能的初步研究[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第4册)[C];2009年
2 崔春翔;戚玉敏;高鑫;李勇;王晶;刘慧;;钛表面原位自生TiO_2纳米管抑菌种植牙材料的研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第5分册)[C];2010年
3 廖建军;潘能乾;林仕伟;;两端通透TiO_2纳米管膜的制备及其应用[A];中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C];2012年
4 宋玲霞;王玮;王敏;孙明亮;贺本林;李丰屹;刘威;;甘油电解液对阳极氧化TiO_2纳米管阵列的形貌及其光电性能的影响[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第3分册)[C];2010年
5 马莹;董林;曹国喜;田勇涛;贾晓林;;N掺杂TiO_2纳米管阵列的制备与性质研究[A];第十五届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2009年
6 王玥霁;刘成龙;谢霖;黄伟九;;热处理对TiO_2纳米管的结构和表面粗糙度影响[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第三卷)[C];2011年
7 李静;林泽泉;朱燕峰;林成钢;林昌健;;TiO_2纳米管阵列膜对钢筋混凝土光生阴极保护作用研究[A];2010年全国腐蚀电化学及测试方法学术会议摘要集[C];2010年
8 迟煜頔;李广忠;张文彦;康新婷;荆鹏;;TiO_2纳米管的制备方法研究[A];有色金属工业科学发展——中国有色金属学会第八届学术年会论文集[C];2010年
9 王岩;吴玉程;秦永强;崔接武;郑红梅;洪雨;王庆平;;电压条件对快速组装TiO_2纳米管阵列速率的影响研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第6分册)[C];2010年
10 廖海达;程龙;余奎;;高长径比TiO_2纳米管阵列的制备、掺杂及其可见光光电催化性能研究[A];中国颗粒学会第七届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 侯阳;可见光响应型TiO_2基纳米管阵列与ZnFe_2O_4纳米球的制备及性能研究[D];大连理工大学;2011年
2 张芬;TiO_2基纳米管的制备、改性及性能研究[D];中国海洋大学;2011年
3 张文彦;钛合金阳极氧化制备TiO_2纳米管阵列结构及其物性的研究[D];中南大学;2011年
4 陈婧非;TiO_2纳米管的性能改进及其在染料敏化太阳电池中的应用研究[D];上海交通大学;2011年
5 王培志;不同管径TiO_2纳米管对钛种植体周围骨再生的影响[D];南京医科大学;2012年
6 梁可心;改性TiO_2纳米管阵列光阳极裂解水制氢的性能研究[D];华北电力大学;2013年
7 滕伟;可见光响应TiO_2基复合纳米管阵列的制备及其在降解水中有机污染物的性能研究[D];大连理工大学;2013年
8 白晶;TiO_2纳米管阵列光电催化降解有机物及分解水的研究[D];上海交通大学;2010年
9 张声森;TiO_2纳米管阵列的制备、改性及其光催化性能研究[D];华南理工大学;2012年
10 刘蕊;改性TiO_2纳米管阵列的制备及光电性能研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯娟娟;TiO_2纳米管阵列阳极氧化法制备、改性及光电催化性能研究[D];西北大学;2010年
2 闫国田;共掺杂TiO_2纳米管阵列薄膜的制备及光催化性能研究[D];河南大学;2011年
3 刘绍欢;TiO_2纳米管阵列的改性与光电性能研究[D];湖南大学;2010年
4 李香利;超声辅助阳极氧化制备TiO_2纳米管光阳极[D];河南科技大学;2011年
5 王雪莱;TiO_2纳米管的合成、光电催化及对其结构形貌的影响[D];武汉理工大学;2010年
6 齐雪峰;脉冲电源制备TiO_2纳米管阵列及其光电特性研究[D];吉林大学;2011年
7 崔强;形貌与结构对TiO_2纳米管光催化性能和抗菌性能的影响[D];西南交通大学;2010年
8 李自夏;形貌可控的TiO_2纳米管阵列的制备及其太阳能电池上的应用[D];兰州大学;2011年
9 包祖国;用于DSSC的TiO_2纳米管阵列电极的制备及后处理改性研究[D];南京航空航天大学;2010年
10 温凯;金属离子掺杂TiO_2纳米管制备及光催化还原CO_2性能研究[D];西北大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 宋常田;二氧化钛研究在国内取得新进展[N];中国改革报;2009年
2 黄恒;朝核设施开始去功能化,美专家在场[N];新华每日电讯;2007年
3 夏宇赵毅;朝鲜:11月1日开启核设施“去功能化”[N];新华每日电讯;2007年
4 徐僖;高分子材料向高性能功能化发展[N];中国化工报;2005年
5 符实;系列化功能化:移动存储器发展趋势[N];国际商报;2003年
6 首席记者  高扬;要全力以赴组织推进功能化物流中心建设[N];牡丹江日报;2006年
7 蒋锐本报记者 卢素仙;我国食品进入功能化时代[N];科技日报;2007年
8 周之然;武大伟考察朝鲜宁边核设施去功能化情况[N];人民日报;2007年
9 冯武勇;韩高官:“10·3共同文件”有幕后协议[N];新华每日电讯;2007年
10 王国培;希尔:朝鲜核设施去功能化完成75%[N];东方早报;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978